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类兴茹
(经纬智能纺织机械有限公司，山西 晋中 030601)
在新型纺纱工艺流程中，精梳工序在提高纱线条干质量、排除短绒和棉结杂质等方面发挥着重要作用。在精梳准备工序中，条并卷机是确保精梳产品质量的关键，但与国外先进条并卷机相比，国内条并卷机在速度、产量、成纱质量及自动化程度等方面存在显著差距。笔者公司以JWF1383型条并卷机为基础进行优化，研发出JWF1386型条并卷机。
JWF1386型条并卷机配套全自动精梳生产系统，主要作用是将一定数量的预并条经过牵伸并合、卷绕成型，制成定量准确均匀、适合精梳机加工的棉卷。其最高卷绕速度为230 m/min，产量为600 kg/h。
该设备采用皮带包覆式加压卷绕技术，由变频电机带减速器单轴双向传动到车头和车中，实现无级调速，停车采用变频刹车；
采用三上三下的牵伸型式、单独的自停加压气缸，通过同步带将电机与台面压辊和牵伸传动相连，牵伸倍数变换可通过交换牵伸带轮来实现；
断卷动作由2个电磁离合器控制，将牵伸传动和轧辊传动与主传动脱开，由成卷皮带单独传动实现断卷动作；
自动循环、成卷动作均由气动装置和电器控制完成。
2.1 成卷皮带包覆卷绕技术
JWF1386型条并卷机采用皮带包覆加压卷绕成形技术，这是该设备实现高速、优质生产的关键。棉卷成卷系统中的主传动辊、加压辊、固定辊、第一支承辊、张紧辊和第二支承辊相互平行，且与棉卷轴向平行，同时成卷皮带包绕用封闭圈状平皮带以一定角度和压力给成卷圆盘间的筒管包覆加压。随着皮带的传动，经过压紧的棉层卷绕在筒管上，达到规定长度后扯断棉层，并输出棉卷。
成卷皮带对棉卷的包覆角度约为270°，3/4棉卷表面被皮带持续加压，皮带对棉卷的加压和控制效果非常好，棉卷不会起泡。同时，配备皮带纠偏装置，有效保证了成卷质量。皮带卷绕原理示意见图1。
图1 皮带卷绕原理示意
2.2 双保险成卷皮带纠偏技术
该设备的棉条形成棉卷是皮带包绕式成卷，当棉卷达到一定规格后，成卷皮带通过张弛将棉卷推出。在纺卷与推出时，成卷皮带均有可能偏离中心，而皮带跑偏会发生磨损，进而造成棉卷端面不平整，影响后序纺纱质量。
为此，在JWF1386型条并卷机棉卷成形过程中，运用电子式纠偏和机械式纠偏2种纠偏装置，有效防止皮带跑偏，提高成卷质量，减少棉层间粘连，有利于精梳退绕。
2.2.1 电子式纠偏技术
电子式纠偏装置具备检测、分析、自动执行的功能，可以精准检测反馈，自动调整机械机构[1]。该装置通过激光传感器检测皮带位置是否超出设定范围，若超出范围，将超出数据传输给伺服驱动器带动伺服电机转动，通过两个同步带轮的转换比调整凸轮转动角度，从而带动滚轮上下动作，使纠偏辊偏起一定角度，调整皮带当前位置回到设定范围内，最终实现皮带纠偏。电子式纠偏装置工作原理见图2。
图2 电子式纠偏装置工作原理
2.2.2 机械式纠偏技术
该设备安装机械式纠偏装置作为补充，保证在电子纠偏失效时能限定皮带的安全生产位置，减少卷绕皮带边缘磨损及皮带损坏事故的发生。
纠偏带轮组件安装在成卷皮带两侧，通过安装支架旋转角度适当调整其与成卷皮带的间隙。成卷皮带卷绕纺卷时，电气传感器若检测到成卷皮带有偏移，及时用纠偏带轮组件对成卷皮带进行机械式纠偏，使其回到准确位置，实现成卷皮带微量纠偏，从而提高成卷质量[2]。机械式纠偏装置示意见图3。
1—纠偏带轮组件；
2—棉卷；
3—棉卷成卷系统。图3 机械式纠偏装置示意
2.3 三上三下双区牵伸技术
牵伸机构采用平带传动、三上三下罗拉牵伸型式，适合高速、大定量牵伸。胶辊两端加压采用各自独立的、具备自停功能的气缸实现，且压力可调。3个罗拉之间形成2个牵伸区域，隔距、转速比均可调。为降低工人劳动强度，调整隔距和牵伸倍数后不必更换皮带，皮带张紧只需转动凸轮轴即可完成。牵伸输出后经棉层幅宽调整和棉层压紧机构，保证进入皮带卷绕区间的棉网状态符合要求。
这种创新设计增加了预牵伸区，牵伸倍数可达到2.4倍，更适合高速、大定量工艺，且牵伸均匀，棉网质量更好，质量不匀率小于0.5%；
布置更合理，操作方便简单，平型传动带可以较好地阻隔其他部位带来的机械振动影响，传动稳定性高，且在牵伸罗拉缠花时可打滑、脱落，避免火灾发生等。
2.4 全自动筒管装夹技术
为满足JWF1386型条并卷机的自动化生产，保证生产效率，要把筒管依次从管库准确移送到皮带和圆盘组成的工作位置，因此在该设备中采用了全自动筒管装夹技术。全自动筒管装夹机构由底板、筒管架、举送筒管气缸、平送筒管气缸、举托筒管气缸、举托筒管支架、墙板、摆转气缸支架、摆转气缸、摆臂、转轴、抓筒管罩和抓筒管气缸组成[3]。管库内部的擒纵机构可以保证筒管依次释放到筒管提升托盘上，通过提升气缸推送到机器顶部，然后由机械手将筒管抓紧，移送到工作位置检测无误后释放，最后机械手复位。装夹动作迅速可靠，实现了筒管运输的准确定位。图4为筒管装夹机构装配示意。
图4 筒管装夹机构装配示意
2.5 多角度棉条喂入技术
目前，普通条并卷机导条架棉条喂入装置中的前轮架和前架板，通过先折弯后焊接的方式连接。由于牵伸喂入空间狭小，零件折弯角度固定，不方便调节棉条走向，使棉条易交错互绕，造成棉花粘缠问题严重，甚至无法进行正常生产[4]。
JWF1386型条并卷机作为一种新型条并卷机，包含多角度棉条喂入装置。该装置由前轮架结合件、连接板(二)、导条框、导条轮、集棉架结合件、导条辊和导棉块组成，见图5。前轮架结合件由导轮架、连接板(一)和拉紧板组成，优选不锈钢材料。导轮架上有14个大小相同的长方孔，与连接板(一)和拉紧板焊接结合。前轮架结合件通过螺钉与连接板(二)连接，可根据棉条喂入方向调节角度，这种优化设计能使棉条排列紧凑、均匀平铺且互不叠加缠绕，并能有效分隔棉条，使棉条顺利进入牵伸头牵伸，可以更好地满足条并卷机生产要求。
1—前轮架结合件；
2—集棉架结合件；
3—导条辊；
4—导棉块；
5—连接板(二)；
6—导条框；
7—导条轮。图5 多角度棉条喂入装置
我国纺织工业“十三五”规划，明确了行业结构调整、技术进步、实现产品升级的目标和提高纱线质量档次的主攻方向，JWF1386型条并卷机作为高速、高效、高稳定性、高自动化设备，其研发应用符合国家产业政策和国家纺织技术改造、纺织机械发展的方向。
该设备可生产出高品质的精梳用棉卷，能适应不同方向的机器排列，既可满足纺机产品高新技术发展的要求，又能使我国纺织企业提高生产效率，提升产品档次。此外，设备价格适应国内市场，是国外价格的40%～50%，在保证生产供应的前提下可为棉纺企业节约多种成本，从而带来可观的经济效益。应用于规模化生产后，可产生明显的经济效益和社会效益，产业化前景广阔。
目前，JWF1386型条并卷机已销往国内多个纺织企业，生产运转状态良好，成纱质量稳定，性能指标达到标准要求。由于自动化程度较高，维护保养简单方便，生产速度较JWF1383型显著提高；
其控制程序设计合理、功能完善、运行稳定，结合人机工程设计，可降低工人劳动强度，节约用工成本，是理想的新一代高速精梳机配套产品。
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